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Estudo da progressão de danos em materiais compósitos (fibra de carbono/epóxi) sob fadiga em compressão
Get PDFThe use of composite materials in the most varied industrial sectors has increased considerably in recent years, especially those reinforced with bidirectional carbon fiber/epoxy resin fabrics. These, in the most varied applications in which they are used, experience several types of possible requests, one of them being compression requests. With this increasing use and reports of failures in structures, when submitted to compression requests, there is a need to better understand their behavior when exposed to this type of request. In this context, an experimental set of data to measure damage progression, considering cyclic loads in compression of a bidirectional composite laminate, is presented, involving static and fatigue mechanical characterization, identification of the fatigue deformation limit for lives up to 120,000 cycles and 240,000 cycles, damage mapping through damage parameters extracted from hysteresis cycles, deformation gradient data extracted by Digital Image Correlation (DIC), temperature data obtained by a thermographic camera, characterization of failure modes, and results of a study on the failure mechanisms, performed by scanning electron microscopy (SEM). Although many studies have been reported in the literature on damage progression in composite materials, very few have focused on the analysis of compression fatigue in bidirectional composites using analytical, numerical, and experimental analyses. Thermography proved to be useful in the rapid assessment of fatigue damage and in determining the fatigue strength limit. By obtaining the hysteresis cycles, a mapping of the damage progression for stresses close to the deformation limit was carried out, using the accumulated damage index, loss fator, and stiffness degradation. With the deformation maps obtained by DIC, it was observed that the deformations are not uniform along the surface of the sample, showing that the composite material exhibits an intrinsic mechanical heterogeneity. Finally, fractographic aspects of the fracture surfaces of samples from static, fatigue, and hysteresis tests were analyzed by scanning electron microscopy. The analyses showed that the fracture surfaces were rich in fractographic aspects, and how important is the use of this tool for understanding how the combination of different failure mechanisms interacts and leads to failure of the composite material.A utilização de materiais compósitos nos mais variados setores industriais tem aumentado consideravelmente nos últimos anos, principalmente os reforçados com tecidos de fibra de carbono/resina epóxi bidirecionais. Estes, nas mais variadas aplicações em que são utilizados, experimentam vários tipos de solicitações possíveis, sendo uma delas, as solicitações em compressão. Com esse uso crescente e relatos de falhas em estruturas, quando submetidos a solicitações em compressão, existe a necessidade de compreender melhor seu comportamento quando expostos a este tipo de solicitação. Neste contexto, um conjunto experimental de dados para mensurar a progressão de danos, considerando, carregamentos cíclicos em compressão de um laminado compósito bidirecional é apresentado, envolvendo desde a caracterização mecânica estática e em fadiga, identificação do limite de deformação em fadiga para vidas até 120.000 ciclos e 240.000 ciclos, mapeamento dos danos por meio de parâmetros de danos extraídos dos ciclos de histerese, dados de gradientes de deformação extraídos por Correlação Digital de Imagens (DIC), dados de temperatura obtidos por câmera termográfica, caracterização dos modos de falha e resultados de um estudo sobre os mecanismos de falha, realizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Embora muitos estudos tenham sido relatados na literatura sobre a progressão de danos em materiais compósitos, muito poucos se concentraram na análise de fadiga por compressão de compósitos bidirecionais, utilizando análises analíticas, numéricas e experimentais. A termografia mostrou-se útil na avaliação rápida do dano por fadiga, e na determinação do limite de resistência à fadiga. Com a obtenção dos ciclos de histerese, um mapeamento da progressão de danos para tensões próximas ao limite de deformação foi realizado, por meio de índice de danos acumulados, fator de perda e degradação da rigidez. Com os mapas de deformações obtidos por DIC, observou-se que as deformações não são uniformes ao longo da superfície da amostra, evidenciando que o material compósito exibe uma heterogeneidade mecânica intrínseca. Por fim, aspectos fractográficos das superfícies de fratura das amostras dos ensaios estáticos, fadiga e de histerese foram analisados por microscopia eletrônica de varredura. As análises mostraram que as superfícies de fratura eram ricas em aspectos fractográficos e o quão importante é o uso desta ferramenta para a compreensão de como a combinação de diferentes mecanismos de falha se interagem e levam a falha do material compósito
Análise das sobretensões transitórias causadas pelo chaveamento de disjuntores a vácuo
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Análise termoeconômica de uma usina termelétrica a carvão mineral
Get PDFThe main goal of this work is the application of the thermoeconomics concepts
according to the methodology proposed by Theory of Exergetic Cost in a preliminary
study of a great load thermal unit. It is about of a conventional unit burning a blend of a
powdered coal located in the Drax power station (Yorkshire, England). The energy,
exergetic and thermoeconomic analysis are applied in order to evaluate the efficiencies
and irreversibilities of the several equipments that constitute the thermal unit. The
exergetic and exergoeconomic costs of the internal flows as well as the final product,
which is the net electric power generation of the unit, are obtained. It is also argued the
conventional thermodynamic cycles as well as the constructive characteristics of the
equipments that constitute a great load plant.
Technologies capable to improve the global efficiency of the burning coal
power thermodynamic cycles as well as the mitigation of the pollutant produced and
emitted for the mineral coal burned are presented. A report about the origin, the
characteristics, Rank, reserves, prices and productions in national and international
scale of the mineral coal along the years is presented. A general view as well as a brief
description about the Drax Power Plant is also presented. A case study is carry out, and
through the results, it was possible to evaluate and discuss the possibilities of
improvement of this thermal unit bearing in mind the knowledge of the equipments
which the improvement or control should be more significant. It was also argued the
possibility to build an unit of great load in the South of Brazil.Este trabalho tem como objetivo principal a aplicação de conceitos da
termoeconomia, segundo a metodologia proposta pela Teoria do Custo Exergético, a
um estudo preliminar de uma unidade térmica de grande porte. Trata-se de uma
unidade convencional queimando um blend de carvão pulverizado localizada na usina
de potência Drax, em Yorkshire, na Inglaterra. É aplicada a análise energética, a
análise exergética e termoeconômica, para avaliar os rendimentos e irreversibilidades
dos vários equipamentos que constituem a unidade térmica. São obtidos os custos
exergéticos e exergoeconômicos dos fluxos internos e do produto final que é a
produção líquida de energia elétrica pelo gerador da unidade. Discutem-se ainda, neste
trabalho, os ciclos termodinâmicos convencionais e as características construtivas dos
equipamentos que constituem uma usina de grande porte.
São apresentadas as tecnologias capazes de melhorar a eficiência global
dos ciclos termodinâmicos de potência queimando carvão assim como para a mitigação
dos poluentes produzidos e emitidos pela queima do carvão mineral. É apresentado um
histórico sobre a origem, as características, Rank, reservas, preços e produções em
escala nacional e internacional do carvão mineral ao longo dos últimos anos. Uma
visão geral e um breve histórico sobre a usina de potência Drax são também
apresentadas neste trabalho. Através dos resultados obtidos no estudo de caso
apresentado, pôde-se avaliar e discutir as possibilidades de melhoria da unidade
térmica tendo em vista o conhecimento dos equipamentos nos quais as melhorias de
projeto ou controle devem ser mais significativas. É realizada uma discussão sobre a
possibilidade de implantação de uma unidade desse porte na região Sul do Brasil
Da prescrição à construção de competências profissionais: o trabalho invisível dos enfermeiros do centro cirúrgico de um hospital do interior de Minas Gerais
Get PDFThe nursing activity in the Surgical Center has become increasingly governed by norms and routines, in an attempt to guarantee the best care for patients. The fact of working is linked to the possibility of man appropriating already established prescriptions, modifying them, managing variability, as well as transferring personal values and life experiences in his "use of self". The invisibility of work is inherent to nursing activity, during human action at work, in its permanent quest to appropriate the environment, manage malfunctions and the possibilities of maintaining one's own health, the quality of care, productivity and the safety of the process. Being and acting competently are established from these constant arbitrations between the use of oneself by oneself and the use of oneself by others, in a heterodetermination. The question that guided this study was: What are the renormalizations used by Surgical Centre nurses to manage antecedent norms in an attempt to ensure control of the variability and malfunctions that arise during the work process? The methodology used was Ergonomic Work Analysis (EWA) through observations (general and systematized) and interviews (semi-structured and self-confrontation) and ergology, with the intention of demonstrating the dynamism and unpredictability inherent in real working conditions. Using the qualitative-descriptive method of ergonomics and ergology, the main technical and organizational factors inherent in health work management were identified. The results observed were: (1) the uniqueness of 5 Surgical Center nurses, how they accessed the values, knowledge and skills originating in the dynamics of work and the productivity system, (2) the constant dispute between alienation and de-alienation in everyday life to ensure a living work, (3) the risks and difficulties experienced in providing care to fulfill the tasks assigned and (4) the gaps in standards and their skills for managing patient care based on the surgical agenda. In this way, it was possible to conclude that the methodological approach proved adequate to achieve the objectives of this study. By bringing out the activity, the work was made visible, the results of which revealed the individual and collective strategies established in care, in the daily procedures of care, as well as a better understanding of the complexity and demands that characterize nursing care in the Surgical Centre.A atividade de enfermagem no Centro Cirúrgico tem se tornado cada vez mais regida por normas e rotinas, numa tentativa de garantir a melhor assistência aos pacientes. O fato de trabalhar está ligado à possibilidade do homem se apropriar das prescrições já estabelecidas, modificá-las, gerir as variabilidades, como também, transferir valores pessoais e as experiências de vida em seu “uso de si”. A invisibilidade do trabalho é inerente à atividade de enfermagem, durante a ação humana no trabalho, em sua busca permanente de apropriação do meio, gerir os disfuncionamentos e as possibilidades de manutenção da própria saúde, da qualidade da assistência, da produtividade e da segurança do processo. O ser e o agir competente se instauram a partir destas constantes arbitragens entre o uso de si por si mesmo e o uso de si por outros, numa heterodeterminação. A pergunta que norteou este estudo foi: Quais são as renormalizações utilizadas pelos enfermeiros do Centro Cirúrgico para a gestão das normas antecedentes na tentativa de garantir o controle das variabilidades e dos disfuncionamentos que surgem durante o processo de trabalho? A metodologia utilizada foi a Análise Ergonômica do Trabalho (AET) por meio de observações (gerais e sistematizadas) e entrevistas (semiestruturadas e de autoconfrontação) e ergológica, com a intenção de demonstrar a dinamicidade e a imprevisibilidade inerentes às condições reais de trabalho. Por meio do método qualitativo-descritivo, de ação da ergonomia e da ergologia foram identificados os principais fatores técnicos e organizacionais inerentes na gestão do trabalho em saúde. Os resultados observados foram: (1) a singularidade de 5 enfermeiras do Centro Cirúrgico, como elas acessaram os valores, os saberes e as competências originados na dinâmica do trabalho e o sistema de produtividade, (2) a constante disputa entre alienação e desalienação na vida cotidiana para garantir um trabalho vivo, (3) os riscos e as dificuldades vivenciadas na assistência para cumprir as tarefas designadas e (4) os vazios de normas e suas competências para a gestão da assistência ao paciente a partir da agenda cirúrgica. Desta forma, foi possível concluir que o percurso metodológico se mostrou adequado para atingir os objetivos deste estudo. Ao se fazer aflorar a atividade, deu-se visibilidade ao trabalho, cujos resultados revelaram as estratégias individuais e coletivas instauradas na assistência, nos procedimentos cotidianos do cuidar, além de melhor compreender a complexidade e as exigências que caracterizam a assistência da Enfermagem no Centro Cirúrgico
“A gente cuida da terra e a terra cuida da gente”: uma análise sobre o coletivo de mulheres raízes da terra do Quilombo Campo Grande
Get PDFThe Collective de mulheres Raízes da Terra is a self-organization of the Landless Rural Workers Movement (MST) belonging to the area of settlements and popular camps called Quilombo Campo Grande, located in Campo do Meio-MG. The Collective emerged to contribute to the autonomy and income generation of MST women in 2011 and, since then, has been organized among several activities, one of them being the cultivation of medicinal herbs and the production of herbal medicines through the collective garden. In this context, the present research aimed to analyze the practices and dynamics built by the Raízes da Terra women's collective in relation to expressions of care, through participant observation techniques. Due to a series of historical and social conditioning factors, women have taken on the role of those responsible for the sustainability of life. This responsibility is analyzed in different ways within the feminist literature. Based on social reproduction, an analysis was carried out on the meanings of care developed by women. The conclusion was reached that the women of the Roots of the Land movement develop other sociabilities, different from the hegemonic ones, due to their membership in the Social Movement and in the context of collective agroecological work. Among the women researched, care is extended to the community, to nature and to themselves. In this sense, we hope to contribute to the understanding of the work of "sustaining life" in the context of peasant and landless women, in addition to identifying elements of this relationship that contribute to the better development of society, guided by life.O Coletivo de mulheres Raízes da Terra é uma auto-organização do Movimento de Trabalhadores Rurais Sem-terra pertencente à área de assentamentos e acampamentos populares denominada Quilombo Campo Grande, localizada em Campo do Meio-MG. O Coletivo surgiu para contribuir com a autonomia e geração de renda das mulheres do MST em 2011 e, desde então, tem se organizado entre diversas atividades, sendo o cultivo de ervas medicinais e a produção de fitoterápicos, por meio da horta coletiva, uma delas. Nesse contexto, a presente pesquisa teve como objetivo analisar as práticas e dinâmicas construídas pelo Coletivo de mulheres Raízes da Terra em relação às expressões do cuidado, por meio de técnicas de observação participante. As mulheres, devido a uma série de condicionantes históricos e sociais, têm ocupado o lugar de responsáveis pela sustentabilidade da vida. Essa responsabilidade é analisada de distintas maneiras dentro da literatura feminista. A partir da reprodução social, foi realizado uma análise sobre os significados do cuidado desenvolvidos pelas mulheres. Chegou-se à conclusão de que as mulheres do Raízes da Terra desenvolvem outras sociabilidades, diferentes das hegemônicas, por conta da inserção no Movimento Social e no contexto do trabalho coletivo de base agroecológica. O cuidado, entre as mulheres pesquisadas, é estendido para a comunidade, para a natureza e para si próprias. Neste sentido, espera-se contribuir com a compreensão do trabalho de “sustentabilidade da vida” no contexto das mulheres camponesas e sem-terra, além de identificar elementos dessa relação que contribua para o melhor desenvolvimento da sociedade, pautado pela vida
Transmissão de calor, em regime permanente, através de superfícies salientes
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Caracterização das tempestades elétricas na região Sudeste do Brasil
Get PDFAnnually, storms that occur in the Southeast of Brazil generate several disturbances to society. The Mesoscale Convective Systems (MCS) generate material losses and human lives, through the production of flooding, falling trees, hail and lightning. The spatial distribution of lightning and the properties of these storms vary greatly within this region. However, there is still a lack in the literature on the behavior of intracloud lightning and its relationship with the properties of storms. Thus, the present work aims to characterize the occurrences of lightning between 2015 and 2021 and to evaluate the physical and electrical differences in the MCS with and without lightning between 2015 and 2017 in the Southeast region of Brazil. For this, information from the meteorological satellite Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES-13) was used, with lightning information from the Earth Network's Total Lightning Network (ENTLN). The identification and tracking of MCS was carried out using the algorithm Forecast and Tracking the Evolution of Cloud Clusters (ForTraCC). The first stage of the work consisted in evaluating the space-time distribution of lightning. Maximum of lightning occur near the mountainous regions of São Paulo, Minas Gerais and Rio de Janeiro (IC: 80 occurrences year-1 km-2 and -CG: 18 year-1 km-2), concentrated from the period of afternoon (12:00 local time), with a maximum at 16:00 local time (47,000, 2,300 and 73 occurrences of IC, -CG and +CG), and mainly in the spring and summer (maximum values of 4011, 1025 and 35 flashes IC, -CG and +CG). The current peak shows maximums in spring and autumn (~40 kA for the +CG) and a lower amount in the winter period (~20 kA for the -CG). In the second stage, the physical and electrical differences between the MCS with and without lightning were evaluated. The main physical and electrical differences between these groups show that the MCS without lightning has a smaller area (difference of 1920 km2), duration (between 30 and 60 min), expansion rate (40 x 10-6 s-1) and higher temperatures (11.5 K difference) than MCS with lightning. The life cycle behavior of lightning shows higher occurrences moments before maturation (maximum of IC: 116, -CG: 21 and +CG: 0.75 occurrences 30 min-1). These analyses are important to improve the predictability of these storms and consequently the decision-making, providing the minimization of damages linked to the harmful effects of these storms.Anualmente, tempestades que ocorrem no Sudeste do Brasil geram diversos transtornos à sociedade. Os Sistemas Convectivos de Mesoescala (SCM) geram perdas materiais e vidas humanas, por meio da produção de alagamentos, queda de árvores, granizos e relâmpagos. A distribuição espacial de relâmpagos e as propriedades destas tempestades possuem grande variação dentro desta região. No entanto, ainda há uma carência na literatura sobre o comportamento dos relâmpagos intranuvem e sua relação com as propriedades das tempestades. Assim, o presente trabalho visa caracterizar as ocorrências de relâmpagos entre 2015 e 2021 e avaliar as diferenças físicas e elétricas nos SCM com e sem relâmpagos entre 2015 e 2017 na região Sudeste do Brasil. Para isso foram utilizadas informações do satélite meteorológico Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES-13), com informações de relâmpagos da Rede Earth Networks Total Lightning Network (ENTLN). A identificação e rastreamento dos SCM foi realizada empregando o algoritmo Forecast and Tracking the Evolution of Cloud Clusters (ForTraCC). A primeira etapa do trabalho consistiu na avaliação da distribuição espaço-temporal dos relâmpagos. Os máximos de relâmpagos ocorrem próximo às regiões montanhosas de São Paulo, Minas Gerais e Rio de Janeiro (IN: 80 relâmpagos ano-1 km-2 e NS-: 18 relâmpagos ano-1 km-2), concentrados a partir do período da tarde (12:00 hora local), com máximo às 16:00 hora local (47 mil, 2300 e 73 ocorrências de relâmpagos IN, NS- e NS+), e principalmente nas estações de primavera e verão (valores máximos de: 4011, 1025 e 35 relâmpagos IN, NS- e NS+). O pico de corrente apresenta máximos na primavera e outono (~40 kA para os NS+) e menor quantidade no período de inverno (~20 kA dos NS-). Na segunda etapa, foram avaliadas as diferenças físicas e elétricas entre os SCM com e sem relâmpagos. As principais diferenças físicas e elétricas entre estes grupos mostram que os SCM sem relâmpagos possuem menor área (diferença de 1920 km2), duração (entre 30 e 60 min), taxa de expansão (40 x 10-6 s-1) e temperaturas mais altas (diferença de 11,5 K) que os SCM com relâmpagos. O comportamento do ciclo de vida dos relâmpagos mostra maiores ocorrências momentos antes da maturação (máximos de IN: 116, NS-: 21 e NS+: 0,75 ocorrências por 30 min). Estas análises são importantes para melhorar a previsibilidade destas tempestades e consequentemente a tomada de decisão, proporcionando a minimização dos prejuízos ligados aos efeitos danosos dessas tempestades
Avaliação da confiabilidade preventiva de sistemas de potência
Get PDFThe regulatory reform of the electric power industry creates an entirely new
competitive environment. In this new electricity market, the reliability of services plays
a very important role to establish non-deterministic criteria, to be applied to both
operation and expansion planning of electric power systems. The utilization of these
criteria, however, is being slowly incorporated into the decision-making processes of
most utilities. Due to the difficulties of interpreting numerical risk indices, system
operators and planners are still averse to the use of probabilistic techniques, being
more confident with the traditional deterministic criteria.
The well-being analysis has been recently proposed as a new technique to measure
the degree of adequacy of power systems, which incorporates deterministic criteria in
a probabilistic framework. The combination of the basic deterministic and probabilistic
concepts is established through the classification of the system operating states into
three categories: healthy, marginal and at risk. In order to identify these states, the
system is analyzed according to a deterministic criterion based on a pre-specified list
of equipment contingencies.
In this dissertation, a new methodology is proposed to evaluate well-being indices
considering composite generation and transmission power systems. The new
methodology uses a non-sequential Monte Carlo simulation, a non-aggregate
Markovian load model and a new process to estimate failure frequency indices,
named one step forward state transition process. New test functions are proposed to
calculate the well-being indices, including the frequency of marginal states. In order
to test the accuracy and efficiency of the proposed methodology, the IEEE Reliability
Test System with some modifications is used.O setor elétrico vem experimentando um ambiente de crescente competitividade e
desregulamentação. Neste novo mercado de energia, a confiabilidade dos serviços
prestados vem se tornando objeto de importantes discussões e recomendações que
visam a inclusão de critérios não determinísticos no processo de planejamento da
operação e expansão de sistemas elétricos de potência. No entanto, a utilização
desses critérios vem sendo lentamente incorporada pela maioria das
concessionárias. Devido à dificuldade de interpretação de índices numéricos de
risco, operadores e planejadores de sistemas ainda relutam em aplicar técnicas
probabilísticas, fazendo maior utilização dos chamados critérios determinísticos.
A avaliação da confiabilidade preventiva foi proposta recentemente como uma nova
técnica para se determinar o grau de adequação de sistemas de potência, tendo
como principal objetivo a incorporação de critérios determinísticos ao processo de
análise da confiabilidade. A base conceitual para esta técnica é obtida através da
classificação dos estados operativos do sistema em três grupos: saudável, marginal
e de falha. Para a identificação destes estados o sistema é submetido a um critério
determinístico, usualmente, baseado em uma lista de contingências préespecificadas.
Nesta dissertação é proposta uma metodologia para a avaliação da confiabilidade
preventiva de sistemas compostos de geração e transmissão. Esta metodologia
utiliza a simulação Monte Carlo não-seqüencial, um modelo de carga Markoviano
não-agregado e um novo processo de estimação índices de freqüência, denominado
processo de transição de estado um passo à frente. Novas funções testes são
propostas para a avaliação de índices de confiabilidade preventiva, como por
exemplo a freqüência dos estados marginais. Para a verificação dos conceitos
propostos, a metodologia desenvolvida é aplicada ao sistema teste IEEE-RTS e
modificações no mesmo